化肥減量配施生物菌肥對辣椒生長和土壤養分的影響

摘要：以辣椒（Capsicum annuum L.）龍椒15號為試驗材料，設置4組試驗，A組為化肥（對照）、B組為放線菌肥、化肥、C組為枯草芽孢桿菌肥、化肥、D組為復合菌肥、氨基酸水溶肥、玉米秸稈、化肥。通過田間試驗探究化肥與生物菌肥配施對辣椒生長和土壤養分的影響。結果表明，化肥與生物菌肥配施增加了辣椒果實維生素C含量，確保辣椒果實的產量和根系生長，減弱土壤酸化，達到減施化肥的效果。B1處理（150 kg/hm2 的放線菌肥+600 kg/hm2 的化肥）、C1處理（30 kg/hm2 的枯草芽孢桿菌肥+600 kg/hm2的化肥）、D2處理（30 kg/hm2復合菌肥+30 kg/hm2氨基酸水溶肥+7 500 kg/hm2秸稈+600 kg/hm2的化肥）是適合辣椒生產的組內較優配比。

關鍵詞：辣椒（Capsicum annuum L.）；生物菌肥；產量；土壤養分

中圖分類號：S641.3" " " " "文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2023）06-0023-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.06.005 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of reducing chemical fertilizer and applying biological bacterial fertilizer on the growth of chili pepper and soil nutrients

HE Wei1，ZHANG Hui2，JIANG Ye2

（1. School of Pharmacy， Guizhou University of Traditional Chinese Medicine， Guiyang" 550025， China；2. Horticulture Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Harbin" 150069，China）

Abstract： Using chili pepper（Capsicum annuum L.） Longjiao No. 15 as the experimental material， four groups of experiments were set up. Group A was chemical fertilizer （control）， Group B was actinomycete fertilizer and chemical fertilizer ， Group C was Bacillus subtilis fertilizer and chemical fertilizer， and Group D was composite bacterial fertilizer， amino acid water-soluble fertilizer， corn straw， and chemical fertilizer." Field experiments were conducted to explore the effects of combined application of chemical fertilizers and microbial fertilizers on the growth of chili peppers and soil nutrients. The results showed that the combination of chemical fertilizer and biological bacterial fertilizer increased the vitamin C content of pepper fruit， ensured the yield and root growth of pepper， weakened soil acidification， and achieved the effect of reducing chemical fertilizer application.B1 treatment （150 kg/hm2 of actinomycete fertilizer+600 kg/hm2 of fertilizer）， C1 treatment （30 kg/hm2 of Bacillus subtilis fertilizer+600 kg/hm2 of fertilizer）， and D2 treatment （30 kg/hm2 of composite bacterial fertilizer+30 kg/hm2 of amino acid water-soluble fertilizer+7 500 kg/hm2 of straw+600 kg/hm2 of fertilizer） were the optimal ratios for pepper production within the group.

Key words： chili pepper（Capsicum annuum L.）； biological bacterial fertilizer； yield； soil nutrient

生物菌肥是通過活性（可繁殖）微生物的生命活動使作物得到所需養分的一種新型肥料生物制品，主要功效是提高土壤肥力和改良土壤［1-3］，它可以有效地增加土壤全氮、速效氮、速效磷等土壤養分含量［4］。生物菌肥還可以與化肥配施，能有效地提高土壤肥力［5］。此外，施用生物菌肥會影響作物生長和品質。生物菌肥能促進番茄［6］、茄子［7］、西瓜［8］、獼猴桃［9］、柑橘［10］、葡萄［11］、梨［12］、水稻［13］等作物的生長，改善果實品質。劉廣友［14］認為在促進辣椒生長、提高產量、改善辣椒品質方面，化肥和生物菌肥配施比單施化肥或菌肥有更好效果，生物菌肥與復合肥的不同配施比例影響辣椒葉片光合參數、葉綠素熒光動力學參數、農藝性狀、品質和產量等。生物菌肥還對提早開花結果、延長生育期有明顯作用［15］。本研究旨在通過施用多種類和多比例的生物菌肥，分析生物菌肥對辣椒（Capsicum annuum L.）植株生長、根系發育、產量與品質形成及土壤養分含量的影響，探尋適合辣椒栽培中生物菌肥及其與化肥配比，為實現辣椒生產中的減施增效提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 材料

土壤：黑龍江省農業科學院園藝分院的試驗地土壤。

辣椒：龍椒15號，由黑龍江省農業科學院園藝分院培育。

化肥：緩釋復合肥，氮、磷、鉀含量分別為12%、11%、18%。

生物菌肥：B組添加放線菌肥，C組添加枯草芽孢桿菌肥，D組添加復合菌肥、氨基酸水溶肥、玉米秸稈。

1.2 試驗處理

試驗在黑龍江省農業科學院園藝分院露地試驗田進行。整地時將化肥、生物菌肥及秸稈按表1的施用量施加到土壤中，以常用化肥施用量為對照（A1）。采用隨機區組試驗，每個處理3個重復小區。辣椒種子浸種催芽后，在營養缽中長至八葉一心時定植。

1.3 指標測定

1.3.1 產量及營養品質測定 當辣椒果實達到采收標準時，按每公頃土地種植60 000株的標準折算成每公頃土地的產量。維生素C和可溶性固形物含量分別通過紫外分光光度計和可溶性固形物含量測定儀測定。

1.3.2 植株生長指標測定 分別于定植后第40天、第80天采集辣椒全株，株高和莖粗分別采用卷尺和游標卡尺測定。經烘箱80 ℃烘干測定干重，鮮重和干重采用電子天平測定。

1.3.3 根系特征測定 分別于定植后第40天、第80天采集辣椒植株根系。將前1 d浸泡除泥的植株根部用水洗凈，放置于注水的玻璃槽中，使根系完全分散。采用根系掃描儀及LA-S根系分析系統測定根系長度、表面積、體積、平均直徑、根尖數、分叉數等。

1.3.4 土壤養分含量測定 分別于辣椒定植后第40天、第80天采集土壤樣本。土壤速效氮、速效鉀和有機質含量分別采用堿解擴散法、乙酸銨-火焰光度法和重鉻酸鉀容量法測定；pH用pH計按土水比質量1.0∶2.5測定；EC用電導率儀按土水比1.0∶5.0質量測定。

1.4 數據處理與分析

采用Excel 2010軟件進行數據處理，采用SPSS 18.0 軟件進行數據顯著性差異分析。

2 結果與分析

2.1 生物菌肥對辣椒果實產量及營養品質的影響

試驗結果（表2、表3、表4）表明，化肥減施比例越小，辣椒果實產量越高。A1處理的產量與B1、B2、C1、C2、D1、D2處理差異不顯著；B1處理的產量最高，為47 703.70 kg/hm2，表明適宜的生物菌肥與化肥配比可以提高產量。生物菌肥配施后，辣椒果實維生素C含量呈增加趨勢；與A1處理相比，B2、C1、D2處理的維生素C含量顯著增加，其他處理的維生素C含量差異不顯著。各處理間可溶性固形物含量無顯著差異。結果表明，化肥適量配施生物菌肥，可以減少化肥施用量且不降低產量，并增加辣椒果實維生素C含量。

2.2 生物菌肥對辣椒植株生長的影響

生物菌肥配施在前期對辣椒植株生長的促進明顯弱于化肥施用。在前期，B1、B2、B3處理的株高、地上鮮重、地上干重、地下鮮重、地下干重、全株鮮重和全株干重顯著低于A1處理，B1、B2、B3處理的莖粗與A1處理無顯著差異（表5）。C1、C2、C3處理的株高、莖粗、地上鮮重、地上干重、地下鮮重、地下干重、全株鮮重和全株干重明顯低于A1處理（表6）。D1、D3處理的株高、莖粗、地下鮮重、全株鮮重顯著低于A1處理，D1、D3處理的地上干重、地下干重、全株干重與A1處理無顯著差異；D2處理與A1處理無顯著差異（表7）。B1、B2、B3處理間株高、莖粗、地上鮮重、地上干重、地下干重、全株鮮重和全株干重無顯著差異，B1處理的地下鮮重顯著高于B2處理；C1、C2、C3處理間株高、莖粗、地上鮮重、地下干重和全株鮮重無顯著差異，C1處理的地上干重、地下鮮重、全株干重顯著高于C2處理；D1、D2、D3處理間莖粗、地上干重、地下鮮重無顯著差異；D2處理的株高、地上鮮重、地下干重、全株鮮重、全株干重顯著高于D1處理。

前期生物菌肥配施對植株生長的影響較小，后期施肥效果逐漸表現出來。在后期，B1、B2、B3處理的地上鮮重、地上干重、地下干重、全株鮮重和全株干重與A1處理無顯著差異；B1、B2、B3處理的株高顯著低于A1處理，B3處理的莖粗顯著低于A1處理，B2、B3處理的地下鮮重顯著低于A1處理。C1、C2、C3處理的地上干重、地下鮮重、地下干重和全株干重與A1處理無顯著差異；C1、C2、C3處理的株高顯著低于A1處理，C2、C3處理的莖粗顯著低于A1處理，C1處理的地上鮮重、全株鮮重顯著低于A1處理。D1、D2、D3處理的株高、地上干重、地下干重和全株干重與A1處理無顯著差異；D2處理的莖粗、地上鮮重顯著低于A1處理，D1、D2處理的地下鮮重顯著低于A1處理，D2處理的全株鮮重顯著低于A1處理，D3處理的地上鮮重和全株鮮重顯著高于A1處理。B1、B2、B3處理間的株高、莖粗、地上鮮重、地上干重、地下干重、全株鮮重和全株干重無顯著差異；B2處理的地下鮮重顯著低于B1處理。C1、C2、C3處理間的莖粗、地下鮮重、地下干重無顯著差異。C2處理的株高顯著高于C1、C3處理，C2處理的地上鮮重、地上干重、全株鮮重和全株干重顯著高于C1處理。D1、D2、D3處理間株高、莖粗、地下干重無顯著差異；D3處理的地上鮮重、地下鮮重和全株鮮重顯著高于D1、D2處理；D3處理的地上干重和全株干重顯著高于D2處理。

結果表明，在植株生長前期，配施生物菌肥的植株生長速度低于施用化肥的植株，在植株生長后期，配施生物菌肥的植株生長達到施用化肥的水平，植株生長增強，彌補了前期的生長不足。化肥減施比例高彌補程度高，如前期長勢弱的C2、D3處理，在后期反而高于C1、D2處理。

2.3 生物菌肥對辣椒根系的影響

由表8、表9、表10可知，在前期，B組、C組、D組辣椒根系的大多數特征與A1處理無顯著差異，少數特征顯著低于A1處理。B1、B2、B3處理的根長、平均直徑、根尖數、分叉數與A1處理無顯著差異，B2處理的表面積顯著低于A1處理，B1、B2處理的體積顯著低于A1處理。C1、C2、C3處理的根長、根尖數、分叉數與A1處理無顯著差異，C1、C2、C3處理的表面積、體積顯著低于A1處理，C1處理的平均直徑顯著低于A1處理。D1、D2、D3處理的根長、根尖數、分叉數與A1處理無顯著差異，D1處理的表面積、體積、平均直徑顯著低于A1處理。在后期，B組、C組、D組的根系特征與A1處理無顯著差異，表明配施生物菌肥對根系生長影響較小。

在前期少數顯著低于施用化肥的根系特征指標在后期達到了施用化肥的水平，表明配施生物菌肥在后期增強了根系生長，彌補前期根系生長的不足。

2.4 生物菌肥對土壤養分的影響

由表11、表12、表13可知，生物菌肥配施對土壤養分有顯著影響。在前期，與A1處理相比，生物菌肥配施顯著降低速效鉀（B3處理、C組、D組）和堿解氮含量（C2、D3處理）；在后期，與A1處理相比，生物菌肥配施顯著降低速效鉀含量（B3處理、C組），B組、C組、D組的堿解氮含量無顯著差異，表明生物菌肥增加了土壤中氮素來源，分解土壤中難溶的鉀，有可能提供與化肥相等的氮、鉀含量。由于生物菌肥增加土壤中植物可利用的氮和鉀需要一定時間，因此生物菌肥配施前期速效鉀和堿解氮含量較低，后期接近化肥施用水平。

A1處理有機質含量由前期的11.55 g/kg增加到后期的13.39 g/kg。在前期，與A1處理相比，生物菌肥的有機質含量顯著增加（B1、C1、C2、D2處理）。在后期，除C2、C3處理外，其他處理與A1處理無顯著差異。研究表明，前期生物菌肥能很好地提供給植物有機質。

pH和EC偏低，土壤偏酸性且可溶性礦物質濃度過低，阻礙作物生長。在前期，與A1處理相比，EC顯著增加（B2、B3處理），pH無顯著差異。在后期，與A1處理相比，EC顯著增加（B1、D3處理），pH呈增加趨勢，但只有B3處理顯著增加，表明生物菌肥減緩了土壤酸化。

3 小結和討論

在前期，與A1處理相比，B1、C1、C2、D2處理有機質含量顯著增加，在后期，B1、B2處理和D組的堿解氮含量、速效鉀含量、有機質含量、pH與A1處理無顯著差異，B組、D組的EC與A1處理相比呈增加趨勢，表明這幾個處理達到了施用化肥的土壤肥力，且減緩了土壤酸化。前后期比較發現，生物菌肥增加土壤養分需要一定時間才能見效。何永梅等［16］認為生物菌肥具有增加土壤肥力的功效，增加土壤中氮素來源，分解土壤中難溶的鉀，增加土壤中有機質含量，與本研究結果一致。B1、B2、C1、C2、D1、D2處理在保證產量的同時，提高了辣椒果實的維生素C含量。D2前期和D3后期的植株生長量高于D組其他處理，達到與施用化肥一樣的效果。劉廣友［14］的研究表明化肥與生物菌肥配施比例影響辣椒生長發育。

雖然配施生物菌肥的植株長勢和根系生長在前期較弱，但在后期植株長勢與施用化肥差距減小，根系生長與施用化肥基本上無顯著差異，這應該是保證產量與施用化肥無顯著差異的原因。生物菌肥雖然見效慢，但施用后可以達到保產增質的效果。

綜上所述，生物菌肥的配施可以增加辣椒果實維生素C含量，減緩土壤酸化，確保土壤有益養分含量、辣椒根系生長和產量，大幅減少了化肥的用量（減少20%）。B1處理（150 kg/hm2 的放線菌肥+600 kg/hm2 的化肥）、C1處理（30 kg/hm2 的枯草芽孢桿菌肥+600 kg/hm2 的化肥）、D2處理（30 kg/hm2復合菌肥+30 kg/hm2氨基酸水溶肥+7 500 kg/hm2秸稈+600 kg/hm2的化肥）是適合辣椒生產的組內較優配比。

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收稿日期：2022-02-13

基金項目：財務部和農業農村部：國家現代農業產業技術體系資助項目（CARS-24-G-05）

作者簡介：赫 衛（1981-），女，黑龍江雙鴨山人，講師，博士，主要從事辣椒育種研究，（電話）0451-86636314電子信箱）la_jiao800@163.com；共同第一作者，張 慧（1971-），女，黑龍江北安人，研究員，碩士，主要從事辣椒新品種選育及栽培技術研究，（電話）0451-86636314（電子信箱）la_jiao800@163.com。